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关于太阳能电池组件倾角问题的探讨,近年来在一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为长沙地区,依据本次设计参考相关文献中的资料,选定长沙光合太阳能电池组件支架倾角为16o。 2)抗风设计 在太阳能路灯中,结构上一个需要非常的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块,一为电池组件支架的抗风设计,二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。 ⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计 依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风),根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有365Pa。所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。 在本套路灯的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 ⑵ 路灯灯杆的抗风设计 路灯的参数如下: 电池板倾角A = 16o 灯杆高度 = 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm 焊缝所在面即灯杆面。灯杆面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F
作用线的距离为 PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,风荷载在灯杆面上的作用矩M = F×1.545。 根据27m/s的设计允许风速,2×30W的双灯头长沙光合太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的系数,F = 1.3×730 = 949N。 所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。 根据数学推导,圆环形面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。 上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。 面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3) =π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3 =88.768×10-6 m3 风荷载在面上作用矩引起的应力 = M/W = 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa 其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。 所以,设计选取的焊缝宽度要求,只要焊接能保证,灯杆的抗风是没有问题的。 太阳能控制器 太阳能充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。基本功能必须具备过充保护、过放保护、光控、时控与防反接等。 蓄电池防过充、过放保护电压一般参数如表 1)当蓄电池电压达到设定值后就改变电路的状态。 在选用器件上,目前有采用单片机的,也有采用比较器的,方案较多,各有特点和优点,应该根据客户群的需求特点选定相应的方案。 2)表面处理 产品采用静电涂装新技术,以FP专业建材涂料为主,可以对产品表面色彩及协调一致的要求,同时产品自洁性高、抗蚀性强,耐老化,适用于任何气候。加工工艺设计为热浸锌的基础上涂装,使产品性能大大,达到了严格的AAMA2605.2005的要求,其它指标均已达到或超过GB的相关要求。 比较 1、太阳能电池板 太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。